RU2684514C1

RU2684514C1 - Boiler plant

Info

Publication number: RU2684514C1
Application number: RU2017142875A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Шарапов; Ралина Илфановна Камалова; Евгения Александровна Родионова
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-04-09

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of heat power engineering and can be used in the operating on natural gas boiler plants. Boiler plant with a drum and a firebox contains a burner with fuel and air supply pipes connected to the boiler furnace, the flue gas duct, connected to the boiler furnace, and the exhaust fan connected thereto, a purge water pipeline is connected to the fuel supply pipeline in front of the boiler burner, and in the flue gas duct between the boiler furnace and the exhauster, a condenser of water vapor contained in the exhaust gases is included, connected via a cooling medium to the source water pipeline before the deaerator and a condensate line connected to the deaerator.

EFFECT: improving the environmental safety and efficiency of the boiler plant by lowering the combustion temperature in the most heat-stressed part of the furnace and reducing the concentration of nitrogen oxides NO_x in exhaust gases, as well as more complete utilization of the heat of exhaust gases.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использована в котельных установках, работающих на природном газе.The invention relates to the field of power engineering and can be used in boiler plants operating on natural gas.

Известен аналог - котельная установка с барабаном и топкой, содержащая горелку с трубопроводами подвода топлива и воздуха, подключенные к топке котла, газоход уходящих газов, подключенный к топке котла, и включенный в него дымосос (Арефьев С.Д. Эксплуатация отопительных котлов на газовом топливе. Челябинск. Кн. изд., 1963. Рис. 81 на с. 144). Этот аналог принят в качестве прототипа.A known analogue is a boiler plant with a drum and a furnace, containing a burner with pipelines for supplying fuel and air, connected to the furnace of the boiler, a flue gas duct connected to the furnace of the boiler, and a smoke exhaust fan included in it (Arefyev S.D. Operation of gas-fired heating boilers Chelyabinsk, Publishing House, 1963. Fig. 81 on p. 144). This analogue is adopted as a prototype.

Недостаток аналога и прототипа заключается в пониженной экологической безопасности и недостаточной экономичности работы котельной установки в связи с повышенным содержанием вредных веществ при сгорании топлива, в частности, оксидов азота NO_x, в уходящих газах котла, а также недостаточным использованием теплоты уходящих газов.The disadvantage of the analogue and the prototype is the reduced environmental safety and insufficient efficiency of the boiler plant due to the increased content of harmful substances during the combustion of fuel, in particular, nitrogen oxides NO _x , in the exhaust gases of the boiler, as well as insufficient use of the heat of the exhaust gases.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является разработка котельной установки с повышенной экономичностью и экологической безопасностью.The technical problem to which the invention is directed is the development of a boiler plant with increased efficiency and environmental safety.

Технический результат - повышение экологической безопасности и экономичности котельной установки путем снижения температуры горения в наиболее теплонапряженной части топки и уменьшения концентрации оксидов азота NO_x в уходящих газах, а также более полная утилизация теплоты уходящих газов.EFFECT: increased environmental safety and efficiency of a boiler plant by lowering the combustion temperature in the most heat-stressed part of the furnace and reducing the concentration of nitrogen oxides NO _x in the exhaust gases, as well as more complete utilization of the heat of the exhaust gases.

Для достижения этого результата предложена котельная установка с барабаном и топкой, содержащая горелку с трубопроводами подвода топлива и воздуха, подключенные к топке котла, газоход уходящих газов, подключенный к топке котла, и включенный в него дымосос.To achieve this result, a boiler plant with a drum and a fire chamber is proposed, comprising a burner with fuel and air supply pipelines connected to the boiler furnace, a flue gas duct connected to the boiler furnace, and a smoke exhauster included in it.

Особенность заключается в том, что к трубопроводу подвода топлива перед горелкой котла подключен трубопровод продувочной воды, а в газоход уходящих газов между топкой котла и дымососом включен конденсатор содержащихся в уходящих газах водяных паров, включенный по охлаждающей среде в трубопровод исходной воды перед деаэратором и связанный с деаэратором конденсатопроводом.The peculiarity is that a purge water pipeline is connected to the fuel supply pipe in front of the boiler burner, and a condenser of the water vapor contained in the exhaust gases is connected to the exhaust gas duct between the boiler furnace and the exhaust fan, which is connected through the cooling medium to the source water pipe in front of the deaerator and connected to deaerator condensate line.

Предложенная котельная установка позволяет снизить выделение оксидов азота NO_x при сгорании топлива за счет снижения температуры горения в топке путем введения продувочной воды в трубопровод подвода топлива, а также полностью утилизировать теплоту испарившейся в топке продувочной воды.The proposed boiler installation allows to reduce the emission of nitrogen oxides NO _x during fuel combustion by lowering the combustion temperature in the furnace by introducing purge water into the fuel supply pipe, and also completely utilizing the heat of the purge water evaporated in the furnace.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого изобретения с получением искомого технического результата.Next, we consider the information confirming the possibility of implementing the invention with obtaining the desired technical result.

Принципиальная схема котельной установки приведена на чертеже.The schematic diagram of the boiler installation is shown in the drawing.

Котельная установка содержит паровой котел 1 с топкой 2. К барабану 3 котла 1 подключен трубопровод 4 продувочной воды. Дутьевой вентилятор 5 связан воздуховодом с воздухоподогревателем 6, который в свою очередь, соединен воздуховодом горячего воздуха с горелкой 7 котла 1. Котел 1 соединен с газоходом 8 уходящих газов, в который включен дымосос 9. К горелке 7 котла 1 подключен трубопровод 10 подвода топлива, в который включен трубопровод 4 продувочной воды. В газоход 8 уходящих газов между топкой 2 и дымососом 9 включен конденсатор 11 водяных паров. По охлаждающей среде конденсатор 11 водяных паров включен в трубопровод 12 исходной воды, который соединен с деаэратором 13. К конденсатору 11 водяных паров подключен конденсатопровод 14, который также соединен с деаэратором 13.The boiler installation comprises a steam boiler 1 with a furnace 2. A purge water pipe 4 is connected to the drum 3 of the boiler 1. The blower fan 5 is connected by an air duct to an air heater 6, which in turn is connected by a hot air duct to a burner 7 of a boiler 1. The boiler 1 is connected to a flue gas duct 8, into which a smoke exhauster 9 is connected. A fuel supply pipe 10 is connected to a burner 7 of a boiler 1, which includes a purge water pipe 4. A flue gas condenser 11 is included in the flue gas duct 8 between the furnace 2 and the exhaust fan 9. In the cooling medium, the water vapor condenser 11 is included in the source water pipe 12, which is connected to the deaerator 13. A condensate conduit 14, which is also connected to the deaerator 13, is connected to the water vapor condenser 11.

Котельная установка работает следующим образом.The boiler installation works as follows.

В топку 2 котла 1 к горелке 7 подают топливо и воздух. Первичный воздух забирается из атмосферы при помощи дутьевого вентилятора 5 и перед подачей к горелке 7 подогревается в воздухоподогревателе 6. Топливо к горелке 7 поступает по трубопроводу 10 подвода топлива. Уходящие газы котла 1 по газоходу 8 уходящих газов при помощи дымососа 9 отводятся из газового тракта котла 1 в дымовую трубу.Fuel and air are supplied to burner 2 of boiler 1 to burner 7. Primary air is taken from the atmosphere using a blower fan 5 and before being fed to the burner 7, it is heated in the air heater 6. Fuel to the burner 7 enters through the fuel supply line 10. The flue gases of the boiler 1 through the flue 8 of the exhaust gases by means of a smoke exhauster 9 are discharged from the gas path of the boiler 1 into the chimney.

Из барабана 3 котла 1 по трубопроводу 4 продувочная вода поступает в трубопровод 10 подвода топлива, где смешивается с природным газом. Полученная таким образом смесь продувочной воды и природного газа через горелку 7 подается в топку 2 котла 1. Введение части продувочной воды в трубопровод 10 подвода топлива позволяет снизить температуру горения топлива и предотвратить тем самым образование термических оксидов азота.From the drum 3 of the boiler 1 through the pipeline 4, the purge water enters the pipeline 10 of the fuel supply, where it is mixed with natural gas. Thus obtained mixture of purge water and natural gas through the burner 7 is fed into the furnace 2 of the boiler 1. The introduction of part of the purge water into the pipeline 10 of the fuel supply can reduce the combustion temperature of the fuel and thereby prevent the formation of thermal nitrogen oxides.

Перед выбросом в атмосферу уходящие газы проходят через конденсатор 11 водяных паров в целях утилизации теплоты испарения введенной в топку 2 продувочной воды и водяных паров, образовавшихся в процессе горения природного газа в топке 2 котла 1. Конденсатор 11 водяных паров охлаждается исходной водой, подаваемой по трубопроводу 12 исходной воды. После конденсатора 11 водяных паров исходная вода направляется в деаэратор 13 по трубопроводу 12 исходной воды. Образующийся вследствие конденсации водяных паров конденсат из конденсатора 11 по конденсатопроводу 14 направляется в деаэратор 13.Before being discharged into the atmosphere, the exhaust gases pass through a condenser 11 of water vapor in order to utilize the heat of vaporization of the purge water introduced into the furnace 2 and the water vapor generated during the combustion of natural gas in the furnace 2 of boiler 1. The condenser 11 of the water vapor is cooled by the source water supplied through the pipeline 12 source water. After the condenser 11 of water vapor, the source water is sent to the deaerator 13 through the pipe 12 of the source water. Condensate formed as a result of condensation of water vapor from the condenser 11 is sent to the deaerator 13 via the condensate conduit 14.

Предложенная котельная установка позволяет повысить экономичность и экологическую безопасность работы котельной установки за счет снижения выбросов NO_x в атмосферу и полностью утилизировать теплоту конденсации водяных паров в уходящих газах, образовавшихся в топке при испарении продувочной воды и при сгорании природного газа.Boiler system proposed can improve efficiency and environmental safety of the boiler plant by reducing the NO _x emissions into the atmosphere and to fully utilize the heat of condensation of water vapor in the flue gases formed in the furnace during evaporation purge water and the combustion of natural gas.

Таким образом, предложенная котельная установка позволяет достичь заявленный технический результат.Thus, the proposed boiler installation allows to achieve the claimed technical result.

Claims

A boiler installation with a drum and a furnace, containing a burner with fuel and air supply pipes connected to the boiler furnace, a flue gas duct connected to the boiler furnace and a smoke exhaust included in it, characterized in that a purge pipe is connected to the fuel supply pipe in front of the boiler burner water, and in the flue gas duct between the boiler furnace and the smoke exhauster, a condenser of the water vapor contained in the flue gases is included, connected via a cooling medium to the source water pipe in front of the deaerator and connected with deaerator condensate line.